CN1885752A - 多小区频率复用的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多小区频率复用的实现方法。该方法主要包括：将无线通信系统中的频率资源划分为若干个子频带，并设置各个小区占用子频带的时间单元；然后，基于所述的时间单元分别为各个小区分配相应的子频带，各个小区则利用为其分配的子频带开展无线通信业务。因此，在多小区组网时，本发明的实现使得各小区可以采用时频复用的方式占用系统资源，在任何一个时刻各相邻小区分别采用不同的频率，从而有效地避免了同频干扰。同时，在一段时间范围内，各小区遍历的占用所有的子带，由此能够获得全频带的频率分集。

Description

多小区频率复用的实现方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种多小区频率复用的实现方法。

背景技术

在3GPP长期演进的过程中，结合频域均衡的单载波技术倍受关注，通过灵活的参数改变可以实现IFDMA(interleaved frequency division multipleaccess，交错的频分多址)和SC-FDMA(single carrier-frequency divisionmultiple access，单载波-频分多址)。所述的频分多址是指用户之间在频率上完全分开，从而避免了用户间的多址干扰。

上述实现两种频分多址方式的基本原理是通过对时域数据符号的简单操作得到频域上的不同表现，具体为：数据符号以块为一个处理单元，当对符号块进行多次的重复后，在频域上表现为梳状的频谱，如图1所示，而对该数据块不进行重复的操作同时改变一些参数时，就表现为简单的单载波频谱，如图2所示。而多个用户的区分采用时域相位旋转也就是频域的频谱搬移，可以使用户占用不同频率从而避免了多址干扰。

单载波的方式有效的避免了小区内的多址干扰，但是还需要避免小区间的干扰。

在一代FDMA和二代TDMA(时分多址)技术的移动通信技术当中，采用了频率的复用因子大于1的方式避免小区间的干扰，也就是说，相邻的多个小区使用全部可用频率资源，而各小区在频率上使用不同的频带范围。

而在CDMA(宽带码分多址)技术当中，是采用复用因子为1的频率规划方案避免小区间的干扰，具体为：所有的小区采用同样的载波频率，不同小区设置不同的扰码加以区分。通过上述方式虽然可以避免小区间的干扰，但是在小区边界处各小区间干扰却仍然较大，影响了通信系统的通信性能。

除了上述的单载波技术外，多载波技术也是宽带无线通信的热点技术，如OFDM(正交频分复用)技术，其基本思想是将一个宽带载波划分成多个子载波，并在多个子载波上同时传输数据。在多数的系统应用当中，子载波的宽度小于信道的相干带宽，这样无线传输中可以有效克服频率选择性衰落，接收端也不需要复杂的信道均衡，适合高速数据的传输。

与单载波技术一样，在基于多载波技术的无线通信系统中同样存在前面描述的小区边界处各个小区间的干扰问题。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种多小区频率复用的实现方法，该方法可以有效降低小区边界处各个小区间的干扰，并可以获得全频带的频率分集。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种多小区频率复用的实现方法，包括：

A、将无线通信系统中的频率资源划分为若干个子频带，并设置各个小区占用子频带的时间单元；

B、基于所述的时间单元按照预定的资源分配时频图案的规律分别为各个小区分配相应的子频带集。

所述的步骤B包括：

分配给各小区的时频图案由一个基本时频图案生成的。

所述的各小区的时频图案是由一个基本时频图案经过频率的循环移位生成的。

所述的步骤B中的预定的资源分配时频图案是由如下方式生成的：

所有小区内所有的用户复用时频图案分成若干个不交叠的集合，每个集合分配给一个小区。

所述的步骤B包括：

基于所述的时间单元依次遍历所述的各个子频带，并将各个子频带依次分配给各个小区。

所述的步骤B包括：

为各个小区的边界处分配其可以占用的互不重合的子频带，而小区的非边界处可以使用相应的子频带或者整个频带

所述的无线通信系统包括：

基于单载波或多载波的多址方式的无线通信系统。

本发明中，步骤A所述的时间单元可以为一个固定时长的时间单元，也可以为包含多个固定时长的一组时间单元。

所述的步骤B包括：

基于所述的时间单元及频分复用FDMA的方式为各个小区分配相应的子频带集，所述的子频带集包括至少一个子频带。

所述的步骤B包括：

根据设置的时间单元设置各个小区占用各个子频带的策略信息，由小区分别或系统统一根据设置的策略信息调整各个小区占用的子频带信息。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明在具体实现过程中，在多小区组网时，各小区边界采用时频复用的方式占用系统资源，在任何一个时刻小区边界处采用的频率完全分开，即分别采用不同的频率，从而有效地避免了同频干扰。同时，本发明在一段时间范围内，各小区遍历的占用所有的子带，由此能够获得全频带的频率分集，从而可以提高小区传输性能。

附图说明

图1为FDMA的梳状谱示意图；

图2为SC-FDMA用户频谱示意图；

图3为本发明所述的方法的实现过程示意图；

图4为本发明中三小区时频复用采用的时频图案示意图1；

图5为本发明中采用的时频图案示意图2；

图6为本发明中采用的时频图案示意图3。

具体实施方式

由于通过频分的方式可以有效降低甚至避免小区间干扰，因此，本发明为避免小区边界处的干扰，考虑到将边界处频率重用因子设置为大于1。

本发明给出无线通信中基于单载波或多载波的多址方式中的多小区复用方法，所述方法中各相邻小区间采用时频复用的方式共享资源，避免了同频干扰，同时，还能在更宽的频带上获得频率分集的效果。

本发明中，主要是将系统频率资源分为多个子带，将设定的一段时间分为多个基本的时间单元，在任意时间单元内，各个小区分别占用不同的频率资源(即不同的子带)，从而使得任意时刻多个相邻小区使用不同的子带，互不干扰。而在所述设定的一段时间范围内，各个小区分别遍历的占用系统中的所有子带，保证了各个小区均可以应用系统的整个频带资源。

为对本发明有进一步的了解，下面将结合附图对本发明所述方法的具体实现方式进行说明。

本发明所述的方法如图3，具体包括以下步骤：

步骤31：将无线通信系统可以占用的频率资源划分为若干个子频段(即子频带)，各个子频段可以称为子带；

即首先将整个系统可用的带宽资源分割为多个子带；

步骤32：设置小区占用一个子带的时间单元，即设置一个子带分别给某一个小区占用的时间段的时长；

具体为设定一段传输时间作为一个时间单元，用于确定各个小区一次占用某一子带持续的时间长度，如设定时间单元为2毫秒，则每隔2毫秒将更新小区占用的子带信息；

当然，该时间单元可以设置为等长，也可以设置为不等长，例如可以设置各小区一次占用某一子带的时间长度为2毫秒或3毫秒，第一个时间单元的时长为2毫秒，下一个时间单元的时长为3毫秒，等等；

步骤33：在一个时间单元内，将系统频带资源包含的子带以某种组合方式分别分配给无线通信系统中的各个相邻小区占用，即各个相邻小区在同一时间单元内分别占用不同的子带开展业务，从而保证相邻小区采用不同的频率，有效避免了小区间的干扰；

步骤34：超过一个时间单元的时长后，则重新依次为各个小区重新分配占用相应的子带资源，依次类推；

所述的各个小区分配子带的实现方式可以为：在若干个时间单元后依次遍历各个子带；例如，可以将每个时间单元设置对应一种频率资源分配策略，策略中记录着在该时间单元各个小区占用的子带信息，每当经过一个时间单元后，则采用新的时间单元对应的频率资源分配策略，不同的时间单元对应的策略中设置为各小区遍历占用系统中的各子带；

该步骤具体可以为：为多个子带中的可以同时分配给一个小区的一个或多个子带的集合设置一个对应的编号，不同编号对应的是不同的包含至少一个子带的子带集，而小区使用频带资源时，基于时间单元循环移位改变的是子带集编号，也就是不同时间单元内使用的是不同的子带集。

本发明中，可以由小区分别或系统统一进行子带信息的分配处理，具体为：可以针对各个小区进行其可以占用的子带信息及占用时间信息的设置，当符合时间信息时，小区自动选择相应的子带信息开展业务；也可以针对整个系统进行各个小区可以占用的子带信息及占用时间信息，当符合时间信息时，由系统中的某一控制器为小区分配其占用的相应的子带信息，各小区接受占用为其分配的子带信息。

需要说明的是为提高系统的业务性能，还可以在各个小区的边界处利用为其分配的子频带开展无线通信业务，而在小区的非边界处则可以采用整个频带开展无线通信业务。

在上述本发明所述的方法中，多个相邻小区在一个时间单元内可以按照FDMA的方式占用不同的频率子带，使得小区间在频率上完全分开；

而且，在下一个时间单元内，各小区所占的子带集与上一时间单元内的不同，如此循环，直至各小区遍历的占完所有的子带，即每经过一个时间单元，则小区将切换占用新的子带开展业务，当经过一段时间后，小区将会遍历占用过系统中包含的所有子带。

由于各小区动态的占用了更宽的频带范围，因而可以获得更多可能的频率分集，由于一个小区在一个子带上传输衰落的概率较大，而在两个子带上传输都衰落的概率会减小，所以在更多的子带上都经历深度衰落的可能性就更小，因此，小区如果可以获得更多的频率分集则可以提高传输的可靠性。

在上述本发明所述的方法的描述过程中，主要的处理过程为各个小区间基于时间单元进行系统频率资源包含的子带的分配问题，即时频复用问题。下面将对具体可以采用的时频复用方式进行说明。

在无线通信系统中，各小区占用时频资源的方式可以按照一定的规律，比如采用时频图案的方法实现，对于没有交点的时频图案是需要优先考虑的，其中可以采用的最简单直观的方式就是频率子带的循环移位。即通过选择没有交点的时频图案作为系统中占用时频资源的方式，具体为：每个小区选用一个时频图案，而各个时频图案间没有交点。

各小区复用的时频图案称为资源分配时频图案，可以由一个基本时频图案经过频率循环移位生成，例如由costas序列生成基本时频图案以及图中的简单例子等。

所述的资源分配时频图案，是由如下方式生成的：所有小区内所有的用户复用时频图案分成若干个不交叠的集合，每个集合分配给一个小区。其中包含了每个小区使用基本时频图案的频率的循环移位的情况。

如图4所示，图4中给出一个三小区时频复用的例子，在图4所示的实例中，可用的系统频带分为3个子带，三个相邻小区分别为cell1、cell2、cell3，图4中采用的时频复用的实现方式为：

在第1个时间单元内三个小区依次各自占用第1、2、3子带，而在第2个时间单元内，各个小区依次分别占用第2、3、1子带，到第3个时间单元时，各个小区又分别占用第3，2，1子带。

对于系统中的小区，在同一时间单元内，可以为其分配占用连续的子带，如图4所示，也可以为小区分配占用非连续的多个子带，如图5所示，在图5中，在第1时间单元，cell1可以占用的子带包括1、4、7，cell2可以占用的子带包括2、5、8，cell3可以占用的子带包括3、6、9。在第2个时间单元内则是cell1占用子带2、5、8，cell2占用子带3、6、9，cell3占用子带1、4、7，等等。

更广泛的例子如图6所示，各小区可以以图6中预定的时频图案的规律遍历占用所有的子带，具体占用的方式如图。

这样，无线通信系统中的各小区都已经遍历的占用了所有子带，从而有可能获得全频带的频率分集。

综上所述，本发明，在多小区组网时，各小区采用时频复用的方式占用系统资源，在任何一个时刻小区间是频率上的完全分开，避免了同频干扰，同时在一段时间范围内，遍历的占用所有的子带，由此能够获得全频带的频率分集。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种多小区频率复用的实现方法，其特征在于，包括：

A、将无线通信系统中的频率资源划分为若干个子频带，并设置各个小区占用子频带的时间单元；

B、基于所述的时间单元按照预定的资源分配时频图案的规律分别为各个小区分配相应的子频带集。

2、根据权利要求1所述的多小区频率复用的实现方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

分配给各小区的时频图案由一个基本时频图案生成的。

3、根据权利要求2所述的多小区频率复用的实现方法，其特征在于，所述的各小区的时频图案是由一个基本时频图案经过频率的循环移位生成的。

4、根据权利要求1所述的多小区频率复用的实现方法，其特征在于，所述的步骤B中的预定的资源分配时频图案是由如下方式生成的：

所有小区内所有的用户复用时频图案分成若干个不交叠的集合，每个集合分配给一个小区。

5、根据权利要求1所述的多小区频率复用的实现方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

基于所述的时间单元依次遍历所述的各个子频带，并将各个子频带依次分配给各个小区。

6、根据权利要求1所述的多小区频率复用的实现方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

为各个小区的边界处分配其可以占用的互不重合的子频带，而小区的非边界处可以使用相应的子频带或者整个频带。

7、根据权利要求1至6任一项所述的多小区频率复用的实现方法，其特征在于，所述的无线通信系统包括：

基于单载波或多载波的多址方式的无线通信系统。

8、根据权利要求1所述的多小区频率复用的实现方法，其特征在于，步骤A所述的时间单元可以为一个固定时长的时间单元，也可以为包含多个固定时长的一组时间单元。

9、根据权利要求1至6和8任一项所述的多小区频率复用的实现方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

基于所述的时间单元及频分复用FDMA的方式为各个小区分配相应的子频带集，所述的子频带集包括至少一个子频带。

10、根据权利要求1至6和8任一项所述的多小区频率复用的实现方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

根据设置的时间单元设置各个小区占用各个子频带的策略信息，由小区分别或系统统一根据设置的策略信息调整各个小区占用的子频带信息。

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